高中物理1.1电荷及其守恒定律导学案新人教版选修

1、第一章 静电场第一节 电荷及其守恒定律【学习目标】1知道两种电荷及其相互作用，知道电量的概念。2知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。3知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。4知道电荷守恒定律。 5知道什么是元电荷。【重点、难点】 利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。预习案【自主学习】一、电荷1摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的 往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去 的物体则带正电。2感应起电 ：当一个带电体靠近导体时，由于 ，导体中的自由电荷便

2、会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带 电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫 。二、电荷守恒定律1内容：电荷既不会 ,也不会 ,它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量 这个结论叫做电荷守恒定律。2电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和 。三、元电荷1电荷量： 叫电荷量国际单位是 ，简称库，用C表示2元电荷： 叫做元电荷，用e表示。所有带电体的电荷量或者等于e，或者是 。电荷量e的数值最早是由美国物理学家 通过实验测得的。【学始于疑】探究案【合作探究一】电荷

3、及三种起电方式问题1：在干燥的实验室里，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸带何种电荷呢？玻璃棒和丝绸带电的原因是什么？答案负电玻璃棒上的电子向丝绸上转移，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电。问题2：如图1所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。图1(1)把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片有什么变化？(2)这时把A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变化？(3)再让A和B接触，又会看到什么现象？(4)再把带正电物体C和A接触，金属箔片又有什么变化？答案(1)C移近导体A，两侧金属箔片都张开；(2)金属箔片仍张开，但张角变小；(3)A

4、、B接触，金属箔片都闭合；(4)两侧金属箔片都张开。归纳总结1摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电2感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。3接触起电：电荷从带电体转移到不带电的物体上。4三种起电方式的实质都是自由电子的转移。【合作探究二】电荷守恒定律问题1：前面学习了三种不同的起电方式，其本质都是电子的得失那么，在一个封闭的系统中电荷的总量能增多或减少吗？答案在一

5、个封闭的系统中，电荷的总量保持不变。归纳总结： 1电荷守恒定律的关键词是“转移”和“总量保持不变”。2导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关若两个完全相同的金属小球的带电量分别为Q1和Q2，两小球接触后再分开，将平分电荷，两小球带电量都为QQ1Q22(式中电量Q1和Q2均包含它们的正负号)。【合作探究三】元电荷问题1：1物体的带电荷量可以是任意的吗？带电荷量可以是4×1019C吗？ 答案物体的带电荷量不是任意的，它只能是1.60×1019C的整数倍由于4×10 19C是1.60×1019C的2.5倍，所以带电荷量不能是4×1019C。

6、问题2电子和质子就是元电荷吗？ 答案元电荷是电荷量的单位，不是物质；电子和质子是实实在在的粒子。归纳总结1所有带电体的带电荷量或者等于e，或者是e的整数倍。2质子和电子所带电荷量与元电荷相等，但不能说电子和质子是元电荷。【课堂小结/本节知识网络】【思考】“电荷的中和”，是电荷消失了吗？“中和”过程中电荷守恒定律还成立吗？ 答案不是“电荷的中和”是指两个带等量异种电荷的物体，其带电数量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为零，这样两物体相互接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到电中性状态的一个过程，在此过程中电荷仍然守恒【当堂检测】1. (对三种起电方式的理解)用金属箔做

7、成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图3所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()图3A摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和2(对元电荷的理解)保护知识产权，抑制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍不但影响我们的学习效率，甚至会给我们的学习带来隐患某同学有一次购买了盗版的物理参考书，做练习时，发现有一个带电质点的电荷量数据看不清，只能看清是

8、9._×1018C，拿去问老师如果你是老师，你认为该带电质点的电荷量可能是下列数据中的哪一个()A9.2×1018 CB9.4×1018 CC9.6×1018 C D9.8×1018 C3(对电荷守恒定律的理解)有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量为QA 6.4×109 C、QB 3.2×109 C，让两个绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？【课后巩固】1下列关于电现象的叙述中正确的是()A玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B摩擦可以起电是普遍存在的现

9、象，相互摩擦的两个物体总同时带等量的异号电荷C摩擦起电现象的本质是电子的转移，呈电中性的物体得到电子就一定显负电性，失去电子的物体就一定显正电性D摩擦起电的过程，是通过摩擦创造等量异号电荷的过程2.如图1所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是()图1A枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B枕形导体中电子向A端移动，正电荷不移动C枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动3如果天气干燥，晚上脱毛衣时，会听到”噼啪”的响声，还会看到电火花，产生这种现象的原因是()A人身体上产生电流B接触起电造成的C摩擦起

10、电造成的 D感应起电造成的4导体A带5q的正电荷，另一完全相同的导体B带q的负电荷，将两导体接触一会后再分开，则导体B的带电荷量是()Aq Bq C2q D4q5M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×1010 C，下列判断中正确的是()A在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B摩擦的过程中电子从N转移到了MCN在摩擦后一定带负电荷1.6×1010 CDM在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子6.如图2所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分

11、别为QA、QB，则下列结论正确的有()图2A沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QA>QBB只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QAQBC沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QAQBD沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关7有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×105 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA_ C，qB_ C，qC_ C.8下列说法中正确的是()A元电荷是电子所带的电荷量B所有带电体的电荷量

12、一定等于元电荷的整数倍C物体所带电荷量可以是任意值D元电荷的值通常取e1.60×1019 C9带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A2.4×1019 CB6.4×1019 CC1.6×1018 C D4.0×1017 C10使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开下列四个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()11.绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时a、b不带电，如图3所示，现使b球带电，则()图3Aa、b之间不发生相互作用Bb将吸引a，吸在一起不分开Cb立即把

13、a排斥开Db先吸引a，接触后又把a排斥开12挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图4甲、乙所示，则()图4A甲图中两球一定带异种电荷B乙图中两球一定带同种电荷C甲图中两球至少有一个带电D乙图中两球只有一个带电【答案】 自主学习：一、电荷1摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。2感应起电 ：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷

14、，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电。二、电荷守恒定律1内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变这个结论叫做电荷守恒定律。2电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。三、元电荷1电荷量：电荷的多少叫电荷量国际单位是库仑，简称库，用C表示。2元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e表示所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的。当堂检测:1. 答案ABC解析笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，

15、说明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，选项A正确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部感应出异号电荷，选项B正确；圆环被吸引到笔套的过程中，是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力，故选项C正确；笔套接触到圆环后，笔套上的部分电荷转移到圆环上，使圆环带上相同性质的电荷，选项D错误2答案C3答案电子由球B转移到球A3.0×1010个解析在接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，中和A球上的一部分正电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净正电荷，B球上的电子会继续转移到A球，直至两球带上等量的正电荷在接触过程中，电子由球B转移到球A.接触后两小球各自的带

16、电荷量QAQB C1.6×109 C共转移的电子电荷量为QQBQB3.2×109 C1.6×109 C4.8×109 C转移的电子数为n3.0×1010个课后巩固：1答案BC解析物体间通过摩擦做功，使电子获得能量摆脱原子核的束缚而发生转移，哪个物体会失去电子决定于其原子核对电子束缚能力的大小因此，对同一物体用不同的物体摩擦，该物体可能带正电，也可能带负电，故A错误；但两物体间摩擦时，一个物体得到多少电子，另一物体必定失去多少电子，故B正确；呈电中性的物体得到电子必定带负电，反之带正电，故C正确；摩擦起电并不是创造了电荷，而是电荷的转移，故D错误

17、2.答案B解析导体中自由电子可以自由移动，带正电荷的是原子核，不能移动3.答案C4答案C5答案C6.答案D解析静电感应使得A带正电，B带负电导体原来不带电，只是在带正电的导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分转移，使B部分带了多余的电子而带负电，A部分少了电子而带正电根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值QA、QB是不同的，故只有D正确7答案5×1067.5×1067.5×1068答案BD9答案A解析任何带电体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为e1.60×1019 C，选项A中电荷量为e，B中电荷量为4e，C中电荷量为10e，D中电荷量为250e.B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A是不可能的10 答案B解析由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球